广西卫视《天气预报》节目制作与创新

金辉 齐朋 谢海云

【摘 要】随着广播电视数字化技术的发展，电视节目的制作方式发生了变化，虚拟演播室技术逐渐在电视节目中发展起来，它将计算机制作的虚拟三维场景与电视摄像机现场拍摄的人物活动图像进行数字化的实时合成，使人物与虚拟背景能够同步变化，从而实现两者天衣无缝的融合，以获得完美的合成画面。现今，气象影视节目作为人们生活中不可或缺的媒体传播栏目，为广大受众提供了天气预报服务。广西卫视《天气预报》节目作为全区接收面最广、受众最多的一档天气预报节目，最先引进虚拟演播室制作技术对节目进行改版。

【关键词】天气预报；虚拟演播室；气象图文；色键抠像技术

【中图分类号】G222 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）06-0065-02

虚拟演播室技术逐渐在电视节目中发展起来，它将计算机制作的虚拟三维场景与电视摄像机现场拍摄的人物活动图像进行数字化的实时合成，使人物与虚拟背景能够同步变化，从而实现两者天衣无缝的融合，以获得完美的合成画面。广西卫视《天气预报》节目（如图1所示）作为全区接收面最广、受众最多的一档天气预报节目，最先引进虚拟演播室制作技术对节目进行改版，通过三维虚拟场景、模型与主持人的互动提高节目观感、获得主持人与数据交流的想象空间。

但天气预报节目又和普通的电视节目不同，它需要通过大量的实时观测数据支撑，所以我们在对新节目进行改版的时候，不仅引进了虚拟演播室技术，还要将数据读取软件、气象图文制作软件、虚拟演播室及后期编辑4个关键的环节相融合。

1 气象数据的提取和气象图文制作

气象图文的制作由气象图文制作系统完成，每天使用的天气预报图文需要临时制作。目前，我们使用的图文制作系统主要是Weather Central系统、云图系统等。气象图文制作系统主要是由带有气象数据接口模块的图文工作站和气象图文编播系统组成。该系统能直接将在Metline数据处理读取后的micaps等气象综合信息系统的气象数据，自动生成气象影视节目中使用的气象云图动画（如图2所示）、雷达回波拼图、地面观测实况图、天气形势示意图及数值预报产品图等天气图标、模型，还能根据气象数据自动生成城市预报版图。系统支持对各类图片、视频、三维文字的处理输出。

关键技术：运用VB+Accsee数据库的程序设计方法，从广西自动气象站数据库中读取雨量和气温数据（格点数据），以及雷达回波等数据。通过一定的算法，将这些数据转换成Weather Central系统能够识别的第四类数据，实现自动提取和转换制作气象节目所需的常用气象数据；运用3Dlive模块的各功能层、动画制作的关键帧技术、三维物件的摄像机技术，设计和建立常用气象动态图像的3Dlive script模板。

创新：Weather Central系統的3Dlive模块可以产生用户所需的3D地图，它生成的地图，无论是单张的静止图片还是变化动画，都是可以携带地理信息的。在此基础上，只要读取系统可识别的气象数据，比如逐小时全区自动站雨量统计，相应的图像就可以由系统自动生成，生成的图像可以根据时钟层的设置实现静止的或者动态的（如图3所示）；其中，动态的图像能让气象信息的传播更加直观生动和通俗易懂。因此，通过研究，可以实现不再使用传统的手描方式进行气象图像的制作，而是充分应用Weather Central系统的地理信息功能和3Dlive模块的3D地图生成功能，结合气象数据的读取，实现在日常工作中方便快捷地制作二维、三维气象图像，既大大减轻了工作量和提高了工作效率，又使气象数据的动态图像表现得更为科学、方便和快捷。

2 虚拟场景的制作

在虚拟演播室场景的背景之下，演播室图像可以展现出静止或运动的状态。而且借助于虚拟场景，人们可以通过原有三维图像科学地分析实际场景的构造状况，从而确定一套合理的建模体系。将不同的图像添加在多边形上，从而提升场景的外展现力，带给人们更加真实的视觉体验。我们运用现今最快捷和效率最高的实时真三维/多角度包装设计及制作软件iArtist。

关键技术：iArtist工作界面（如图4所示）由文件菜单栏、公共属性、摄像机、编辑栏、物件、特技、物件树、编辑视窗、播出时间线、空间变换、物件属性、历史记录、本地档案、时间线、资源、素材列表、快捷链接等部分组成。

“摄像机”部分可提供自身坐标、透明通道、运动轨迹、选中物件、四视图及摄像机管理等参数。“物件”部分提供各种插件，拥有立方体、球体、彩色矩形、走马、文字、时钟、网格文件等44种物件。“特技”部分提供各种特技，拥有纹理、排列、像素特技、几何特技、纹理特技、字效、组特效、其他特技。“空间变换”部分主要调整物件位置。“物件树”部分可以可视化编辑窗口中的所有元素，元素拥有物件、特技、纹理、文本等功能。“物件属性”部分是对当前素材所使用的灯光和场景进行控制，对物件、纹理的大小、位置和其他的设置进行修改；选择不同的物件及特技显示不同内容。“时间线”制作动画，调整动画曲线和关键帧等。

iArtist的优势：iArtist拥有可视化的素材编辑窗口，可以看到图形编辑后的样子；可以显示本地、资源中心的文件；图像、声音、材质、素材、PSD等资源可以拖拽调用，可以无限叠加三维效果，模板和素材资源丰富，支持艾迪普全线播控及发布系统的扩展性。

3 摄像机跟踪技术和色键抠像

利用虚拟演播室系统录制节目主要是由摄像机、色键控制器、切换台、图形工作站、跟踪系统组成（如图5所示）。

摄像机跟踪技术是虚拟演播室中的关键技术，是摄像机判断主持人与虚拟背景之间的相对位置关系，通过调整镜头运动和空间位置参数连续跟踪使之实现同步。在虚拟演播室天气预报节目录制过程中会配备2台摄像机，摄像机拥有运动检测与识别系统，可检测摄像机各项运动数据，将这些数据传输到计算机图形工作站进行大量计算。此时，不只有现场摄像机在运动，虚拟摄像机也会随着真实摄像机的运动对其进行同步监控，将其作为目标锁定。

演播室系统视频合成是通过色键抠像完成的，摄像机拍摄的前景图像经过色键合成器抠像处理，与计算机生成的虚拟背景实时合成图像输出。主持人在绿色的实景里录制节目，以计算机三维动画“虚拟”出的场景取代道具实景，摄像机所拍摄的是虚拟画面应用空间的组成部分，现场所有布景全部由单一的绿色来取代，以作为抠像的基准色，图像的前景是通过摄像机拍摄到的主持人的画面素材，主持人所在的实景现场的全部绿色区域将被合成到计算机三维动画生成的虚拟场景中。

4 需要注意的地方

因为使用了色键技术会产生延时，所以必须考虑声音问题。由于前景视频被延时，所以我们将视音频素材铺在大洋非线编上时，声音线往右挪十帧，就可以保证声画同步。

5 结语

改版后广西卫视《天气预报》正式播出以后，受到了观众的好评，利用虚拟演播室技术，将气象数据由平面表现转变为立体模型，加上模型与主持人的配合，除了给观众带来耳目一新的视觉感受，也使得气象图文的表现愈加生动，观众对一些气象知识的解读更加容易。

参 考 文 献

[1]方莉萍.电视节目制作中的虚拟演播室技术[J].中国有线电视，2007（Z2）.

[2]林红.虚拟演播室技术优点及关键技术研究[J].中国传媒科技，2017（11）.

[3]韦向宇.数字技术在虚拟演播室节目制作中的应用与研究[J].西部广播电视，2018（4）.

[责任编辑：钟声贤]